關于天然氣冷能利用的研究

陳昭宇

摘要：隨著我國的經濟飛速發展，能源和環境問題也日益突出，制約著我國經濟的可持續發展，為了解決環境問題，優化能源結構，我國開始著重于發展液化天然氣產業，充分的利用天然氣冷能來達到節約能源，保護環境，創造經濟效益的目的?，F在我國不斷擴大天然氣冷能的使用規模，希望以此推動天然氣冷能的利用發展。本文詳細闡述了天然氣冷能在空氣分離、發電等各方面的應用，探討了天然氣冷能的回收利用的方法，希望能夠幫助我國更好的進行天然氣冷能的回收利用。

關鍵詞：天然氣冷能；回收利用；技術方法

0 引言

天然氣冷能的利用是多方面的，它的發展潛力是巨大的，只要我們把握好天然氣冷能的發展方向，就能在多個領域進行利用和發展。想要充分的利用天然氣冷能達到節約能源、保護環境的目的，必須運用正確的技術方法，我國的天然氣冷能的工藝技術與國外相比仍然存在較大的差距，這就需要我們對天然氣冷能深入的研究，并且選擇較為成熟的技術來建立示范項目，提升我國整體的天然氣冷能利用的技術水平，讓天然氣冷能的回收利用成為我國的循環經濟產業。

1 天然氣冷能的利用原理

利用天然氣冷能之前，我們要充分的分析天然氣冷能的利用原理。天然氣本身就和周圍的環境有溫度和壓力上的差別，我們可以利用天然氣的這個特性，回收儲存液化天然氣從低溫高壓狀態向常溫常壓狀態進行轉化的過程中所釋放的能量，以此來實現天然氣冷能的利用。在液化天然氣進行可逆過程之后，就能運用公式求出整個轉化過程中液化天然氣的最大有用功，液化天然氣的冷能包含溫度火用和壓力火用，這些冷能與外界的環境、溫度、壓力等是成正比的，我們利用天然氣和這些外部環境的比例能夠采取有效的方法提高天然氣冷能的利用率，使天然氣冷能得到最大程度的利用。

2 可以利用天然氣冷能的方面

天然氣冷能利用的范圍非常廣，目前我國正在利用天然氣冷能進行空氣分離、發電、冷凍冷藏，并且通過深入的研究，已經運用各種方式方法來提高天然氣冷能在各個方面的利用率。

2.1 利用天然氣冷能進行進行空氣分離

我們充分的分析了天然氣冷能的利用原理，就可以根據分析結果進行有效利用，天然氣冷能中的低溫火用與環境溫度有關，我們可以利用天然氣在低溫條件下釋放的冷量來達到分離空氣的目的，因為液化天然氣的溫度比空氣分離設備中需要的溫度要高，在這中低溫的條件下，天然氣可以有效的分離氧氣、氮氣等空氣成分，整個分離過程的操作比較的簡單，而且成功率比較高，簡化了傳統的復雜的空氣分離流程，同時也降低了液化天然氣進行汽化所需要的費用。

利用液化天然氣還可以制作液體氮。在低溫分離空氣設備中傳入液化天然氣和氮流體，讓其分別作為不同的載體將液化天然氣的冷量轉化成為高壓氮流體，然后再進行分離轉化成濕蒸汽，最后得到液體氮。

2.2 利用天然氣冷能進行發電

我國的電力一直是消耗比較大的能源，通過研究調查發現，天然氣冷能能夠用于發電，這一研究成果可以說為我國的電力行業帶來了福音，目前，國際上已經建立了以液化天然氣作為燃料進行發電的循環電站，我國也致力于利用天然氣冷能進行發電的工作，通過長期的研究，有三種回收天然氣冷能的方式可以用于發電，接下來我們全面剖析一下這些方法的運用。

2.2.1 直接膨脹法

直接膨脹發的工作原理是利用高壓天然氣膨脹進行循環發電，這個過程操作并不復雜，運用的設備也比較簡單，這種方法雖然比較簡便易操作，卻不能充分的利用天然氣的冷能，產生不必要的浪費。

2.2.2 二次媒體法

二次媒體法的循環流程中包括冷凝、升壓、蒸發、膨脹四個過程，工作原理是利用海水做媒介把蒸汽低壓進行冷凝進而轉化為液體，這個循環利用的過程中天然氣冷能的利用率要比直接膨脹法高，但是天然氣冷能還是得不到充分的利用，也會產生一定的資源浪費。

2.2.3 聯合法

為了使天然氣冷能得到充分的利用，工作人員又研究出了聯合法，聯合法整合了直接膨脹法和二次媒體法的優點，并且在這兩種方法的基礎之上進行了優化和完善，聯合法能夠有效提高壓縮天然氣以后的壓力，使得天然氣的冷能得到有效的利用，同時綜合了直接膨脹法程序操作簡便的優勢，使聯合法的整個操作過程盡量簡化，實踐證明，這種方法能夠大幅度的提高每噸液化天然氣的發電量。

2.3 天然氣冷能在冷凍冷藏方面的運用

我國傳統的冷庫進行冷藏工作的原理是通過壓縮機制冷器件持續制冷來保持冷庫的溫度，這種制冷方法不僅操作程序復雜，而且耗電量巨大，不符合我國能源節約的理念，如果利用天然氣冷能進行循環制冷，就能夠保持冷庫的低溫，簡化制冷系統，同時大大的降低了冷庫制冷工作的耗電量，節約能源又保護了環境。運用天然氣冷能進行制冷工作，可以實現超低溫和冷凍溫度分類，這是傳統的冷庫制冷方法做不到的，我們可以將不同食品分門別類的進行擺放，利用天然氣冷能的特性制造不同的溫度保存不同的食品，讓各類食品都能得到適宜的儲藏環境。

3 結束語

我國的環境保護和能源節約的問題已經受到社會的廣泛關注，天然氣冷能的利用是我國目前能源節約工作的研究熱點，許多專家和相關技術人員已經針對天然氣冷能的利用進行了大量的研究，發現了天然氣冷能在多個領域的應用，并且推動了天然氣冷能的有效發展，但是，我國目前的天然氣冷能利用的工作還處在初級探究階段，導致天然氣冷能還只是運用在少數領域當中，并且運用的結果還有待長期實踐，所以，我們不僅要深入研究出天然氣冷能的應用過程，更要讓天然氣冷能得到充分的利用。

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